鄭鈞瀠

(浙江省水利水電勘測設(shè)計院,浙江 杭州 310002)

1 問題的提出

自20世紀(jì)80年代以來,以氣候變暖為標(biāo)志的全球氣候變化逐漸引起各國政府、國際組織和科學(xué)工作者的高度重視。1979年2月在世界氣象組織(World Meteorological Organization,WMO)的發(fā)起下于日內(nèi)瓦召開了第一屆世界氣候大會,氣候變化問題首次登上國際舞臺[1]。此次會議號召各國政府 “預(yù)見和防止可能對人類福利不利的潛在人為氣候現(xiàn)象”,此后越來越多的國家和學(xué)者開始關(guān)注氣候變化問題,其相關(guān)研究和國際議程也日趨頻繁。如1997年通過了里程碑意義的《聯(lián)合國氣候變化公約京都議定書》(簡稱《京都議定書》或議定書),首次規(guī)定了締約方承擔(dān)的減排量和減排期限,該議定書2005年2月16日正式生效,至此氣候變化問題進(jìn)入京都和后京都時代;再如2009年12月超過130位國家和國際組織領(lǐng)導(dǎo)人出席了哥本哈根聯(lián)合國氣候變化大會,會議達(dá)成 《哥本哈根協(xié)議》,這是繼 《京都議定書》后又一具有重要意義的全球氣候協(xié)議書。

氣候變化事關(guān)人類生存和發(fā)展,事關(guān)我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展全局和人民群眾的切身利益。積極妥善應(yīng)對氣候變化,既是順應(yīng)當(dāng)今世界發(fā)展趨勢的客觀要求,也是我國實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)在需要。氣候變化[2-3]不僅和各種自然因素有關(guān),如太陽輻射變化、宇宙沙塵濃度變化、地球軌道變化、大陸漂移、火山爆發(fā)和植被變化等;而且還受到各種人類活動的影響,在人類活動中除了溫室氣體排放外,還包括城市化、人口膨脹、土地覆蓋和土地管理、區(qū)域和地區(qū)的水源可利用性、水污染和極端水文現(xiàn)象(洪水和干旱)等。上述各種人類活動改變了全球地表反照率和生物地球化學(xué)循環(huán)過程,進(jìn)而改變大氣的成分和地表能量交換過程,最終對全球氣候產(chǎn)生了廣泛而巨大的影響。實際上,水土保持對上述多個因素都有涉及,甚至?xí)兄匾绊憽１热缭诔鞘谢^程中的綠化與城市生態(tài)建設(shè)、土地植被的變化、土地利用、水污染和水土流失后激發(fā)的極端水文災(zāi)害。

我國作為一個負(fù)責(zé)任的發(fā)展中國家,高度重視氣候變化問題,成立了國家應(yīng)對氣候變化領(lǐng)導(dǎo)小組,并于2007年6月印發(fā)了《中國應(yīng)對氣候變化國家方案》。浙江省也是高度重視應(yīng)對氣候變化工作,2007年專門成立了浙江省應(yīng)對氣候變化領(lǐng)導(dǎo)小組,領(lǐng)導(dǎo)小組下設(shè)辦公室,承擔(dān)應(yīng)對氣候變化的日常工作。為全面貫徹落實《中國應(yīng)對氣候變化國家方案》,組織編制了 《浙江省應(yīng)對氣候變化方案》,明確了浙江省到2012年應(yīng)對氣候變化的目標(biāo)、原則、重點領(lǐng)域及政策措施,以有效推動全省應(yīng)對氣候變化工作。筆者從與水土保持有關(guān)的土地利用、植被覆蓋等方面考察了其對浙江省氣候造成的影響。

2 土地利用對浙江省氣候的影響

土地利用是人與自然交叉最為密切的環(huán)節(jié),土地利用以及由此導(dǎo)致的土地覆蓋變化必然影響生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能,并通過生物地球化學(xué)循環(huán)過程,影響大氣中的化學(xué)成分變化,進(jìn)而導(dǎo)致全球性的氣候變化。高學(xué)杰等[4]使用RagCM3區(qū)域氣候模式,嵌套歐洲數(shù)值預(yù)報中心在線分析資料,對中國區(qū)域在實際植被和理想植被分布情況下各歷時15 a(1987—2001年)的積分試驗,探討了土地利用對我國氣候造成的變化。研究表明中國地區(qū)冬、夏季的季風(fēng)環(huán)流加強;植被改變引起長江以南降水增多,黃淮、江淮氣溫降低,華南氣溫上升;中國北方降水減少,氣溫在西北部分植被退化的地區(qū)升高。這種結(jié)果和我國的氣候現(xiàn)狀基本一致,也可以看出土地利用情況的變化在研究氣候變化時是相對重要不可忽視的。

浙江省地處東南沿海、長江三角洲南翼,現(xiàn)轄2個副省級城市,9個地級市,陸域面積10.18萬km2,占全國國土總面積的1.06%。其中丘陵山地占70.4%,平原和盆地占23.2%,河流湖泊占6.4%,素有 “七山一水兩分田”之說。近幾年浙江省土地利用結(jié)構(gòu)發(fā)生了一些變化:1990—2002年,土地利用類型主要表現(xiàn)為耕地、牧草地向居民點及工礦用地轉(zhuǎn)化,如耕地面積由1990年的231.086萬hm2減少到2002年的204.609 3萬hm2;牧草地所占的比例相對很小,而且出現(xiàn)逐年降低的趨勢。與此相反,園地和工礦用地面積呈相對增加趨勢,園地由1990年的46.828萬hm2上升到2002年的58.280 5萬hm2;工礦用地面積上升較快,2002年的面積是1990年的1.64倍。沈葉琴等[5-6]在研究中發(fā)現(xiàn)居民點及工礦用地不但沒有帶來相關(guān)的生態(tài)價值,而且使生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞,損害了整個生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)功能。李明陽等[7]的調(diào)查表明,浙江臨安作為長江三角洲唯一緊靠大中城市的重點林業(yè)縣級市,林分單位面積平均蓄積量從1983年以來一直呈下降趨勢,1983年為38.25 m3/hm2,1989年降到36.60 m3/hm2,1994年僅為31.05 m3/hm2。隨著工業(yè)化進(jìn)程的加速,臨安面臨著一系列嚴(yán)重的森林生態(tài)環(huán)境問題,森林遭到破壞,就會導(dǎo)致水土流失、農(nóng)田被毀、湖塘淤積,釀成嚴(yán)重的生態(tài)危害。

土地利用情況的改變將引起氣候的變化,因此土地利用的變化是預(yù)測氣候變化時不得不考慮的因素。根據(jù)資料顯示,近50 a來,浙江省平均氣溫升高近1.2℃,增溫速率為0.24℃/10 a,高于同期全國0.22℃/10 a的增溫速率。尤其是1981—2007年,氣候變暖明顯加快,從季節(jié)變換看,對氣候變暖影響最大的是冬季,春季次之,夏季最小;從地區(qū)分布看,西部地區(qū)升溫不明顯,浙北升溫比較顯著,東部沿海升溫最顯著。據(jù)預(yù)測,與21世紀(jì)初相比,到2030年浙江省年平均氣溫將升高0.65～0.77℃,其中冬季增溫最為明顯,夏季較弱;到2050年,氣候變暖趨勢將進(jìn)一步加劇,全省年平均氣溫上升幅度為0.99～1.70℃,其中冬、夏季節(jié)最明顯,而春、秋季節(jié)較弱。浙江省氣候增暖不僅與中國甚至與全球的氣候變暖趨勢基本一致,然而較之全球又有其特殊性,如浙江省年內(nèi)變化中冬季升溫最明顯,因此也反映出氣候變化的復(fù)雜性。

3 植被覆蓋變化對氣候的影響

植被作為陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分,在全球變化中扮演著重要的角色。一方面,熱量和水分作為植物一切活動的能量來源和基本組成成分,是植被生長的決定因素;另一方面,植被通過生物地球化學(xué)循環(huán)對氣候產(chǎn)生影響,而改變的氣候又通過大氣、植被和土壤等的物質(zhì)和能量交換作用對植被生長產(chǎn)生影響。總之,植被對氣候的影響已被廣泛認(rèn)識,研究認(rèn)為氣候中包含了植被對氣候的反饋作用。曾紅玲等[10]利用一個新的陸—氣雙向耦合模式 R42—AVIM,通過有無植被覆蓋的對比試驗分析,探討得出全球植被的變化會對氣候和大氣環(huán)流產(chǎn)生潛在影響,認(rèn)為這種影響不僅局限在陸地表面及近地層,還可以向上延伸到對流層的中高層。呂建華[11]將大氣—植被—土壤之間的物理交換過程和植被生理生長過程耦合起來,動態(tài)地模擬大氣—植被—雪蓋—土壤系統(tǒng)物理量 (通量、狀態(tài)變量、參數(shù))以及植被生物特征量 (葉面積指數(shù)、生物量、生產(chǎn)力等)的季節(jié)和年際變化,模擬了沿東北樣帶大氣和植被的梯度特征及其動態(tài)變化。研究發(fā)現(xiàn),局地植被覆蓋的變化對降水量及其分布、平均地表溫度、環(huán)流場、土壤濕度和徑流量等氣候都會產(chǎn)生明顯影響。

隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,森林砍伐、城市化、將林地草原變成耕地等人類活動已明顯改變了浙江省的地表覆蓋。李洪偉[12]利用中分辨率成像光譜儀 (moderate resolution Imaging Spectrometer,MODIS)數(shù)據(jù)為主要數(shù)據(jù)信息源,對2000—2006年浙江省植被覆蓋的動態(tài)變化進(jìn)行定性、定量的分析研究,并分析了浙江省轄杭州、寧波、溫州、嘉興、湖州、紹興、金華、衢州、舟山、臺州、麗水11個市的植被指數(shù)變化趨勢。研究表明,除了舟山、衢州以及麗水市外,其他8市的市區(qū)以及長興、德清縣,慈溪、義烏、溫嶺、瑞安市的植被覆蓋變化很大,2006年較2000年下降了很多。7 a間經(jīng)濟(jì)越活躍的地區(qū)植被指數(shù)下降的程度越大,相對而言經(jīng)濟(jì)發(fā)展較慢的地區(qū),植被覆蓋率略有上升。高大偉[13]利用歸一化植被指數(shù)(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)對1982—2006年浙江省植被覆蓋時空動態(tài)及其與關(guān)鍵性生態(tài)氣候指標(biāo)(生物熱量指數(shù)和生物干濕度指數(shù))的關(guān)系進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:研究期間,浙江省植被覆蓋總體呈緩慢下降趨勢,NDVI顯著減少的地區(qū)約占全省面積的30.71%;生態(tài)氣候指標(biāo)與滯后1 a的NDVI顯著相關(guān),其中生物熱量指數(shù)與NDVI呈顯著負(fù)相關(guān),生物干濕度指數(shù)與NDVI呈顯著正相關(guān),說明研究區(qū)濕度的增加可促進(jìn)植被生長,而過高的熱量對植被生長則具有明顯的抑制作用。一般來說,植被覆蓋對氣候的影響不會改變?nèi)蚧镜沫h(huán)流型,但局地植被覆蓋的變化對降水量及其分布、平均地表溫度、環(huán)流場、土壤濕度和徑流量等都會產(chǎn)生明顯影響,從而調(diào)節(jié)了氣候[14]。浙江省位于中低緯度的過渡地帶,洪澇與干旱是主要的自然災(zāi)害,在全球變暖的大背景下,未來浙江省降水和水資源時空分布可能會更不均勻,振蕩明顯。沿海、島嶼和金衢盆地因降雨量少而頻發(fā)旱情,局部山區(qū)可能因短歷時、強降雨而造成山洪等災(zāi)害。

4 結(jié) 語

THOMAS研究了近1 000 a的全球氣溫變化,認(rèn)為工業(yè)革命之前的氣候變化主要由太陽輻射和火山爆發(fā)等自然因素控制,工業(yè)革命之后人類活動的影響則成了主要因素。浙江省經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá),尤其是近年來伴隨著城市化進(jìn)程,人類活動對環(huán)境的影響日益明顯,且內(nèi)容復(fù)雜,其中土地利用和植被覆蓋變化改變地表反照率和生物地球化學(xué)循環(huán)過程,進(jìn)而改變大氣成分和地表能量交換過程,最終對氣候產(chǎn)生廣泛而巨大的影響。自20世紀(jì)80年代以來,浙江省一方面大力開展以小流域為單元的水土流失綜合治理,另一方面狠抓水土保持監(jiān)督執(zhí)法,對全省各類開發(fā)建設(shè)活動加強監(jiān)督檢查,有效遏制人為因素帶來的水土流失對氣候造成的影響。

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